Cours sur les transistors

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LE TRANSISTOR BIPOLAIRE
GÉNÉRALITÉS
Constitution :
Un transistor est constitué de 2 jonctions PN (ou diodes) montées en sens inverse. Selon le sens
de montage de ces diodes on obtient 2 types de transistors :
Un transistor comporte trois connexions :
L’émetteur (E), la base (B) et le collecteur (C)
Le transistor NPN Le transistor PNP
La base, zone de type P est située entre
deux zones de type N. La base, zone de type N, est située entre deux zones de type P.
Remarques :
L'émetteur est toujours repéré par une fléche qui indique le sens du courant dans la jonction entre base
et émetteur. C'est l'effet transistor qui permet à la diode qui est en inverse de conduire quand une tension
est appliquée sur la base.
NPN PNP
On peut considérer le transistor comme l’association de deux diodes dont la représentation ci-
dessus peut aider.

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Boitier et brochage d'un transistor :
Il varie selon le type de boitier. On trouve essentiellement les boitiers ci-dessous :
À côté de chaque image se situe le nom du boitier ainsi que les résistances thermiques jonction vers
ambiant et jonction vers boitier.
La résistance thermique jonction vers ambiant est particulièrement intéressante dans le cas de calcul
de température et de dissipation de puissance. Si nous avons 1 Watt à dissiper par exemple, un boitier
TO202 s’élèvera de 100°C par rapport à la températu re ambiante.
Attention : les valeurs figurant dans ce tableau sont des ordres de grandeur. Pour plus de précision,
consulter les spécifications (ou datasheet) constructeur du composant.
Boitier Nom Jonction vers
ambiant (°C/W)
Jonction vers
boitier (°C/W)
TO202 100 10
TO92 200 83.3
TO18 300 80
Petits signaux
TO39 190 50
TO220 50 5

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Boitier Nom Jonction vers
ambiant (°C/W)
Jonction vers
boitier (°C/W)
TO3 35 4
Puissance
SOT32 ou TO126 100 10
POLARISATION D'UN TRANSISTOR
- Règles :
- Deux sources d'alimentation sont nécessaires pour assurer un fonctionnement correct du
transistor. Elles sont souvent notées :
- V
BB
: Alimentation du circuit Base.
- V
CC
: Alimentation du circuit Collecteur.
Remarque : L'alimentation V
BB
est parfois réalisée à partir de V
CC
- Caractéristiques d'un transistor :
- Les constructeurs donnent en général les valeurs ci-dessous à ne pas dépasser afin d'éviter
la détérioration du transistor :
- V
CE0
ou V
MAX
: Tension collecteur/emetteur maxi (à V
BB
=0)
- V
BEO
: Tension base/emetteur maxi
- I
C
max : Courant maxi dans le collecteur
- P : Puissance maxi que peut dissiper le transistor (avec P = V
CE
. I
C
)

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- Schéma de principe : (Placer les courants et les tensions sur le schéma)
- Relations entre courants :
- La loi des nœuds permet d'écrire :
I
E
= I
C
+ I
B
( 1 )
- D'autre part il existe une relation entre courant de base et courant collecteur due à l'effet
transistor. Cette relation s'écrit :
I
C
= β
ββ
β . I
B
(avec β
ββ
β = gain en courant du transistor)
REM : Ce coefficient β est souvent noté Hfe dans les catalogues constructeurs. Il est
parfois aussi appelé coefficient d'amplification statique en courant.
En régle générale β varie de 30 à 300 avec pour valeur courante :
- Transistors dit "Petit signaux" : 100 < β
ββ
β < 300
- Transistors dit de "Puissance" : 30 < β
ββ
β < 100
- La relation (1) peut alors s'écrire :
I
E
= β
ββ
β . I
B
+ I
B
soit I
E
= ( β
ββ
β + 1) . I
B
REM : Si β
ββ
β. I
B
est grand devant I
B
(ce qui est le cas pour les transistors "Petits signaux")
on peut alors écrire :
β
ββ
β + 1 = β
ββ
β et I
E
= I
C
LE TRANSISTOR EN RÉGIME DE COMMUTATION
Il est alors considéré comme un "relais statique".
- Analogie Relais électromagnétique / Transistor :
Avec :
Ib = courant de base
Ic = courant de collecteur
Ie = courant dans l’émetteur
RB et RC = résistances de
limitation des courants Ic et Ib
Ib
Ic
Ie
V
BE
V
CE

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- On a alors 2 états de fonctionnement :
Si Ib = 0 on a Ic = 0
Le transistor est dit :
« BLOQUÉ »
(Donc équivalent à un interrupteur
ouvert entre collecteur et
emetteur)
Si Ib ≠
≠≠
≠ 0 on a Ic ≠
≠≠
≠ 0
Le transistor est dit :
« SATURÉ (ou PASSANT) »
(Donc équivalent à un interrupteur
fermé entre collecteur et emetteur)
Ib = 0 Ic = 0
Uc = Vcc
Ur = 0
Ic
≠
≠≠
≠
0
Uc = 0
Ib
≠
≠≠
≠
0
Ur2
Ib
≠
≠≠
≠
0
Ur1
V
BE
V
CE
Ic
≠
≠≠
≠
0
Ur1 = 0 et V
BE
= 0
Ur2
Ib = 0
Ur1
V
BE
V
CE
Ic
=
0
Ur1 ≠
≠≠
≠ 0 et V
BE
≠
≠≠
≠ 0